dcsimg

Vindkraft i kallt klimat

I forsknings- och utvecklingsprogrammet Vindkraft i kallt klimat fördelar Energimyndigheten medel för forskning som rör metodutveckling för att förutsäga isbildning på vindkraftverk, isbildningens påverkan på elproduktion och teknikutveckling som motverkar isbildning. Programmet omfattar också miljö- och säkerhetsfrågor kopplade till vindkraft i kallt klimat. Programmet startade 2013 och pågår till och med 2016.

Programmet långsiktiga mål har varit att uppmuntra och förenkla en omställning av det svenska energisystemet samt att svensk forskning skulle ta en tätposition och utveckla särskild kunskap inom vindkraft i kallt klimat samt att underlätta etableringen av större vindkraftsparker i norra Sverige under nästa årtionde och att ta itu med de utmaningar som uppstår med vindkraft i kallare områden.

Ansamling av is på turbinbladen kan leda till att vindkraftverk behöver stängas av. Isbeläggning utgör en säkerhetsrisk och kan samtidigt bidra till mer buller. Låg temperatur ställer också större krav på val av konstruktionsmaterial. Sammantaget leder dessa faktorer till en relativ osäkerhet vid bedömningen av energikostnad och driftssäkerhet vid projektering av vindkraft i områden med kallt klimat.

Produktionsstörningar och isbildning till följd av låg temperatur och fuktig luft förekommer inte bara i norra Sverige utan i hela norra Europa. Även i ett bredare internationellt perspektiv är behovet av mer kunskap om etablering och drift av vindkraft i kallt klimat stora. Trots att mer än 20 GW vindkraft i kallt klimat idag installerats runt om i världen bygger kunskapen om hur utmaningar i dessa områden ska hanteras främst på erfarenhet och inte vetenskapliga studier. 

Programmet har även syftat till att främja uppbyggnad av ändamålsenlig akademisk kompetens som ska bidra till en, för tillämpningsområdet vindkraft i kallt klimat, nödvändig kunskapsbas för fortsatta framsteg främst inom forskning och utveckling i samverkan mellan akademi och näringsliv. Det vill även främja utveckling av tekniska lösningar som svarar mot de behovsområden som försvårar och fördröjer etableringen av vindkraft i kallt klimat.

Hösten 2014 beviljade Energimyndigheten medel till 10 projekt till Vindkraft i kallt klimat. Från och med 2017 kommer programmet fortsätta inom VindEL som är Energimyndighetens nya program för forskningsprojekt om vindkraft, läs mer under kapitel 2.4.

Mer om Vindkraft i kallt klimat

 

Under 2106 pågick följande projekt i forskningsprogrammet Vindkraft i kallt klimat:

ICETHROWER - Kartläggning och verktyg för riskanalys

Projekttid 2013-10-01--2016-09-30. Projektet syftar till att ta fram beräkningsmodeller som kan användas av vindkraftsintressenter i Sverige för att analysera risker med att vistas i eller i närheten av en vindpark under vintertid då isnedfall och iskast kan förekomma. Projektet består dels av insamling av empiriska data från tre vindparker i Sverige och dels av framtagning av en fysikalisk och en statistisk modell för beräkning av risker. 

Ljudpåverkan vid nedisning av vindkraftverk - Långtidsmätningar av ljud för verifiering

Projekttid 2013-09-01-2016-03-31. Projektet avser långtidsmätning av ljudemission och -immission från vindkraftverk, genom uppmätning av ljud från vindkraftverk med eller utan avisningssystem i fyra olika vindkraftsparker. Det övergripande syftet är verifiera hur nedisning av rotorblad påverkar ljudemissionen, d.v.s. den ljudpåverkan som upplevs vid närbelägna fastigheter. Tillförlitliga värden på ljudemissionsökning är viktiga både för projektörer, driftsansvariga samt konstruktörer av avisningssystem.

Avbildande mätmetod för bestämning av luftens innehåll av flytande vattenpartiklar

Projekttid 2013-09-01-2016-12-31. Projektet avser att ta fram en direkt metod för bestämning av luftens innehåll av flytande vatten, LWC, och droppstorleken, MVD. Dessa parametrar är kritiska för de meteorologiska förhållanden som styr nedisningsprocessen, och verktyg för att direkt bestämma dem saknas idag. Genom att kunna mäta parametrarna kan både beräkningar av nedisning och nya verktyg för ismätning tas fram. Metoden ska utnyttja bildbehandlingsteknik och avancerade sensorer, och kommer att inom projektets ram testas i en klimatkammare. Målet är att instrumentet ska fungera i verkliga förhållanden samt vara möjligt att kommersialisera. Utförare är Mittuniversitetet och Combitech, som bland annat tillverkar mätinstrument för vindkraft. Projektet bidrar till mer tillförlitliga mätmetoder än de som idag är tillgängliga.

Vindturbiner i kallt klimat: Strömningsmekanik, isbildning och terrängeffekter

Projekttid 2013-09-01-2018-06-30 Projektet syftar till ökad kunskap om hur nedisning påverkar buller från vindkraftverk, liksom hur ljudspridning påverkas av snö- eller isbildning på marken, terrängens beskaffenhet och temperaturvariationer. Projektet kommer också att undersöka om akustiska mätningar kan användas för att detektera graden av nedisning. Resultatet av dessa undersökningar ska användas för att utveckla fritt tillgängliga simuleringsverktyg och modeller som implementeras i verktyg med öppen källkod.

Isdetektering för smart avisning av vindkraftverk

Projekttid 2013-09-01-2016-12-31. Projektet ska ta fram en ny teknik, baserad på akustiska vågor och laser (AWL), för detektering av isbildning på rotorblad. Tekniken bygger på att kombinera två olika metoder för isdetektering, för att därigenom möjliggöra en mer effektiv avisning. En genomförargrupp bestående av personer från Chalmers Tekniska Högskola, Stiftelsen Chalmers Industriteknik samt WindVector AB kommer dels att utveckla teoretiska modeller, metoder och algoritmer, samt att bygga en demonstrator för ett AWL-baserat sensorsystem.

Aktiv avisning av vindturbinblad med avancerade ytbeläggningar

Projekttid 2013-09-01-2015-08-31. Projektet avser att utveckla en ny avisningsteknik för vindturbinblad. Tekniken bygger på uppvärmning av att ett tunt ytskikt genom absorption av mikrovågor. Det mikrovågsabsorberande skiktet täcks av en ytbeläggning med goda egenskaper för passiv avisning. Avisningssystemet uppges kunna ge en betydligt lägre energiförbrukning än konventionella avisningssystem. I projektet ingår även tester och dokumentation kring att säkerhetskrav gällande exempelvis strålningsnivå i markhöjd uppfylls. Slutrapport publicerad 2016.

Vibrationer och laster i vindkraftverk vid islast

Projekttid 2013-09-01--2017-10-31. Projektet avser forskning inom isbildning, strömnings-mekanik, strukturdynamik och lastövervakning för att bidra till utvecklingen av tekniska lösningar för kostnadseffektiv konstruktion, drift och underhåll av vindkraft i kalla klimat. Genom nationell och internationell samverkan skall forskargruppen ta fram metoder för simulering av ispåväxt, strömning kring rotorblad med is, linjär och ickelinjär dynamik samt lastövervakning.

Modellering av nedisning och produktionsförluster

Projekttid 2013-09-01--2018-02-28. Vädermodeller som används av Sveriges meteorologiska och hydrologiska institut, WeatherTech Scandinavian AB och Uppsala Universitet kommer att förfinas med inriktning mot parameterisering av molnfysik och turbulens. Syftet är optimering av modellernas förmåga att beräkna nedisning och produktionsförlust hos vindkraftverk som arbetar under nedisningsförhållanden. Projektet förväntas bidra till säkrare bedömningar av ishändelser samt produktionsförluster.

Skribent: Noden för utbildnings-och kompetensfrågor
Senast ändrad: 2017-04-18